spectrum Nummer 1, november 2001 Inhoud 40 jaar Nederlands Ruimteonderzoek 1 Nederlands-Italiaanse satelliet BeppoSAX ondergaat een kleine hersenoperatie 3 Project HIFI wordt tastbaar 4 Interview: 40 jaar Ruimteonderzoek, 80 jaar professor de Jager 5 Kort nieuws 7 Colofon SRON-spectrum is de nieuwsbrief van Stichting Ruimteonderzoek Nederland en verschijnt vier maal per jaar. Uitgave: Stichting Ruimteonderzoek Nederland Sorbonnelaan 2, 3584 CA Utrecht Telefoon: 030-253 5600 fax: 030-254 0860 e-mail: info@sron.nl internet: http://www.sron.nl Redactie: Jasper Wamsteker, Lique de Rijk en Hans Braun In SRON-spectrum gepubliceerde meningen en opvattingen vallen onder verantwoordlijkheid van de redactie en zijn niet noodzakelijkerwijs het standpunt van de directie of het bestuur van SRON. 40 jaar Nederlands Ruimteonderzoek Geachte lezer, Stichting Ruimteonderzoek Nederland, kort SRON, heeft wat te vieren. Dit najaar is het precies veertig jaar geleden dat met de oprichting van de werkgroep Ruimteonderzoek van zon en sterren in Utrecht de kiem werd gelegd voor het Nederlandse ruimteonderzoek, zoals dat vandaag door SRON wordt vorm gegeven. In die veertig jaar is het Nederlandse ruimteonderzoek van pionieren uitgegroeid tot volwassen onderzoek met veel internationale vertakkingen. We kunnen terugkijken op een indrukwekkende reeks ruimteprojecten waar SRON aan heeft bijgedragen en uitzien naar uitdagend, nog te ontginnen, terrein. Voortbouwend op de fundamenten van de afgelopen veertig jaar, werkt SRON vandaag al weer gedreven aan die missies voor de toekomst. Zo staan we momenteel aan de vooravond van de lancering van de Europese aardobservatie-satelliet ENVISAT, met aan boord een sporengasspectrometer waaraan SRON een belangrijke bijdrage heeft geleverd, en wordt er hard gewerkt aan de sensoren voor de in 2007 te lanceren ver-infrarood-satelliet HERSCHEL. Daarnaast genieten we een rijke oogst aan onderzoeksresultaten verkregen met recente wetenschappelijke satellietmissies op het gebied van de astrofysica en van de aardobservatie. De meetresultaten van de röntgensatellieten Chandra, BeppoSAX en XMM-Newton, allen met een aanzienlijke SRON-bijdrage, overtreffen nog altijd onze stoutste verwachtingen. SRON staat internationaal prominent op de kaart en dat is de verdienste van veertig jaar mensenwerk. De SRON-medewerkers hebben de verjaardag van het Nederlandse ruimteonderzoek in eigen kring al uitgebreid gevierd. Voor de buitenwereld heeft SRON ook een aantal activiteiten in petto die grotendeels in het voorjaar van 2002 zullen plaatsvinden. 1
Samen met het Universiteitsmuseum in Utrecht wordt er gewerkt aan een tentoonstelling. Bezoekers krijgen daar niet alleen een overzicht van het Nederlandse ruimteonderzoek van de afgelopen veertig jaar, men kan er ook zelf de spanning van het ruimteonderzoek ervaren. De opening van de tentoonstelling zal gepaard gaan met het verschijnen van een boek, dat een impressie zal geven van veertig jaar ruimteonderzoek als mensenwerk. Tijdens de tentoonstellingsperiode zullen lezingen over diverse onderwerpen uit het hedendaagse ruimteonderzoek door experts worden toegelicht. Met gepaste trots mag ik u het eerste nummer van de nieuwsbrief van Stichting Ruimteonderzoek Nederland, het SRON-spectrum, presenteren. Uiteraard is dit eerste nummer meteen jubileumnummer, en dus grotendeels gewijd aan veertig jaar ruimteonderzoek. Met SRON-spectrum wil SRON om te beginnen ieder kwartaal de buitenwereld op de hoogte brengen van haar activiteiten. Vaste rubrieken zullen zijn: een interview met een SRON-medewerker, nieuws uit de divisies, en een agenda. Daarnaast zullen artikelen verschijnen over actuele ontwikkelingen binnen SRON, zowel wetenschappelijk als op het gebied van organisatie en beleid. Ik wens u veel leesplezier en hoop dat het regelmatig inkijken van deze nieuwsbrief u een helder beeld geeft van het brede spectrum aan SRON-activiteiten. Met vriendelijke groet, Johan Bleeker Algemeen Directeur SRON 2
Nederlands-Italiaanse satelliet BeppoSAX ondergaat kleine hersenoperatie BeppoSAX is een wereldberoemde röntgensatelliet vanwege de plaatsbepaling van krachtige explosies (zgn. Gammaflitsen) die tot aan de rand van het heelal worden gezien. Het is een al wat oudere satelliet, gelanceerd in 1996, maar daardoor niet minder scherp. Alleen waren de gewrichten (lagers) van het laatste gyrokompas wat stroef gaan lopen en men vreesde voor uitval. Met behulp van dit kompas werd de satelliet gericht. Als het kompas zou uitvallen, zou het leven van BeppoSAX helaas voorbij zijn. Gelukkig kan door een kleine hersenoperatie (aanpassing van de centrale computer) de kunstmaan nu gericht worden zonder gebruik te maken van gyrokompassen. Met behulp van ogen (sensoren) die gericht zijn op de zon en op de horizon van de aarde kan BeppoSAX alsnog zijn plaats bepalen. Er was een maand uitgetrokken voor herstel en voor het doen van nieuwe evenwichtstesten. Deze zijn op 29 oktober succesvol afgerond. Ook als BeppoSAX per ongeluk uit evenwicht raakt en gaat tollen, kan hij toch weer op de been geholpen worden. De satelliet is nu dus weer gebruiksklaar en kan het wetenschappelijk succes gaan continueren. Tijdens de testen werd nog een wetenschappelijk succesje geboekt. Op 30 oktober werd er een röntgenopname gemaakt met de door SRON gemaakte Groothoekcamera (Wide Field Camera, WFC) van een krachtige explosie in het heelal, die GRB011030 genoemd wordt (de datum van de explosie). Het was een bijzonder type, die niet zijn sporen achterlaat als gammaflits. Optische- en radio telescopen (waaronder de Westerbork Radio Telescope) zijn op zoek naar de gloeiende restanten van die explosie en hebben al een mogelijke kandidaat gevonden. De satelliet BeppoSAX 3
Project HIFI wordt tastbaar HIFI, wat staat voor Heterodyne Instrument voor het Far-Infrared, zal spectroscopie uitvoeren bij een zeer hoge resolutie. Het instrument zal uiteindelijk een plaats krijgen op de Europese satelliet Herschel. De divisie LEA (Lage Energie Astrofysica), in Groningen, heeft het project geïnitieerd. Het idee om te meten in het submillimetergebied is eigenlijk al 30 jaar geleden tot stand gekomen, maar technisch is het nu pas mogelijk aldus divisiehoofd LEA Paul Wesselius. begin 2002 zal HIFI eindelijk van het papier afkomen, het ontwerpen is dan in eerste instantie voorbij en er kan begonnen worden met het vervaardigen van de hardware voor een demonstratie model. HIFI Focal Plane Unit HERSCHEL Satelliet (fig. ESA) Internationale samenwerking Bij de bouw van een satelliet of een satellietinstrument zijn in de regel een heleboel instituten betrokken onder de verantwoordelijkheid van een technisch-wetenschappelijk leider, de Principal Investigator of kortweg PI. De HIFI onderdelen zijn ondergebracht bij instituten in een elftal landen. De grote contribuanten zijn: Nederland, Duitsland, Frankrijk, de USA en Italië. Ieder instituut mag een onderdeel van het geheel leveren. Je kunt dat goed vergelijken met het bouwen van een huis, waarbij de elektricien verantwoordelijk is voor de bedrading, de loodgieter voor de leidingen, de timmerman voor het houtwerk en de bouwvakker voor het metselwerk, zegt Paul Wesselius. Waar de verantwoordelijkheden zo verdeeld zijn, moeten hele duidelijke afspraken gemaakt worden. Het maakt voor de elektricien en de loodgieter bijvoorbeeld heel wat uit of er in de keuken een boiler komt of een geiser. Bij de bouw van een satellietinstrument is het nog eens extra moeilijk, aldus Wesselius, Alle onderdelen worden immers voor het eerst gemaakt. Bovendien begint iedereen ook nog eens tegelijkertijd met ontwerpen. Jacht op kosmische moleculen SRON is hoofdaannemer van het instrument HIFI. Daarnaast is SRON ook nog eens verantwoordelijk voor het FPSS, één van de zes subsystemen van HIFI. HIFI is weer één van de drie meetinstrumenten die uiteindelijk in de ESA satelliet Herschel moeten komen. HIFI zal dan voor het eerst vanuit de ruimte het heelal bekijken in langgolvig infrarood en submillimeterstraling. Dat zal het mogelijk maken het universum af te speuren op zoek naar kosmische moleculen. Vooral water zou goed zichtbaar moeten zijn in kometen, planeten, jonge en stervende sterren en actieve sterrenstelsels. De lancering van Herschel staat gepland in 2007. Dat lijkt nog een tijd te duren, maar gezien de hoeveelheid werk die nog verzet moet worden, is haast geboden. Ruimteonderzoek is permanent op je tandvlees lopen. 4
40 jaar Ruimteonderzoek, 80 jaar professor de Jager Interview Het ruimteonderzoek heeft het universum dynamisch gemaakt Het jaar 2001 is een jubeljaar voor het Nederlandse ruimteonderzoek en dat is het in het bijzonder voor professor Kees de Jager. Hij viert niet alleen veertig jaar ruimteonderzoek, zelf vierde hij ook nog eens zijn tachtigste verjaardag. Vanaf zijn woning op de Utrechtse Zonnenburg kijkt hij uit over de verbouwingen van de Sterrenwacht Sonnenborgh. En hij kijkt terug op veertig jaar ruimteonderzoek, waar hij zelf de aanzet toe gaf, in diezelfde Sterrenwacht Sonnenborgh. Hoe kwam het dat een klein landje als Nederland toch aan ruimteonderzoek ging doen? Daarvoor moeten we terug naar 1957. Dat iets in een baan rond de aarde gebracht zou worden werd maar door weinigen voor mogelijk gehouden. In het begin van 1957 was ik eens ergens om een lezing te houden en toen zei ik: Kijk wat moet je hebben: eerst een eerste trapsraket, die geeft hem een reuzenvaart, dan komt er een tweede die daar bovenop zit en dan nog een derde, en zo krijg je dus de snelheid 7.5-8 kilometer per seconde die je uiteindelijk nodig hebt. En dames en heren, nu moet u zich voorstellen, dan moet de baan van die raket langzaam ombuigen, want hij moet niet zomaar recht omhoog schieten, nee hij moet die satelliet mooi evenwijdig aan de aarde voortstuwen. En als u zich dat allemaal realiseert, dames en heren, dan zult u begrijpen dat het nog heel lang zal duren voor we daar aan toe zijn. Zo sprak ik dus zelf, begin 1957. In oktober van datzelfde jaar brachten de Russen de Sputnik in een baan om de aarde. De wereld was in opschudding, en de Amerikanen helemaal. Het Westen moest ook aan ruimteonderzoek gaan doen, was het idee. In Nederland werd toen de Commissie voor Geofysica en Ruimteonderzoek opgericht. Ik werd gevraagd voorstellen voor ruimteonderzoek te maken. We waren in Utrecht gespecialiseerd in zonneonderzoek. Van de zon kon je een hoop meer te weten komen door het röntgen- en UVspectrum te meten. Ik maakte een voorstel om röntgenwaarnemingen te doen van de zon. En tot mijn verrassing kreeg ik geld om in 1961 te beginnen met de werkgroep Ruimteonderzoek van Zon en Sterren, tachtigduizend gulden, ik had nog nooit zo veel geld bij elkaar gezien. Ik kon er drie mensen van aannemen, een ingenieur, een fysicus en een technicus. Zo begonnen we in een kamertje hier op sterrenwacht Sonnenborgh. Als je kijkt naar de resultaten van het huidige ruimteonderzoek: we kunnen kijken op de rand van zwarte gaten, we bestuderen kosmische explosies, we kunnen al een hele reeks kosmische moleculen onderscheiden. Wat waren nu eigenlijk de verwachtingen van het ruimteonderzoek ten tijde van de oprichting van de werkgroep ruimteonderzoek van zon en sterren? Zwarte gaten, daar hadden we nog nauwelijks van gehoord. Pulsars, die moesten nog ontdekt worden. Dus we gingen eerst maar eens kijken naar röntgenstraling van de zon. We wisten dat daar röntgenstraling vandaan kwam. Ik had in 1960 ook een lang stuk gepubliceerd waarin ik aan het rekenen ging hoeveel röntgenstraling sterren konden uitstralen. Dat bleek volgens die berekeningen heel erg weinig te zijn. We wisten toen nog niet van het bestaan van sterren die heel intens röntgenstraling uitzenden. De eerste 5
werden niet lang daarna door de Amerikanen ontdekt. We hadden toch het gevoel dat ook sterren röntgenstraling moesten kunnen uitzenden. We besloten om het eerst maar eens bij de zon te proberen te meten. Als dat zou lukken, dan moeten we gigantisch grote telbuizen maken om straling van sterren te kunnen detecteren. En dat was dan een tweede stap in ons programma. Wat ziet u zelf als hoogtepunten uit het Nederlandse ruimteonderzoek? De Astronomische Nederlandse Satelliet ANS was zeker een hoogtepunt. We wilden daarmee röntgen- en UV-straling van sterren waarnemen en er zat ook nog een Amerikaans instrument in. Dat was in 1975. De ANS Satelliet Maar we hebben ook heel veel werk gestoken in de Europese TD-1A satelliet. Daar hebben we twee instrumenten voor gemaakt. Eén daarvan, een kleine röntgendetector, heeft voor het eerst harde röntgenstoten van zonnevlammen gemeten. Mooie instrumenten waren dat. Een heel groot instrument, bestemd voor de Amerikaanse Solar Maximum Mission, was HXIS. Dat was ook een hoogtepunt met heel veel prachtige resultaten. Werkelijk het hele lab in Utrecht was daarbij betrokken. Daardoor hebben wij in Utrecht helaas weinig aan IRAS kunnen doen. Die is in hoofdzaak in Groningen ontwikkeld. IRAS was ook een geweldig hoogtepunt uit het Nederlandse ruimteonderzoek. Tegenwoordig gebeurt ruimteonderzoek in enorme massieve internationale programma s. Hoe ging dat in het begin? Het ging allemaal veel eenvoudiger, vooral met die raketexperimenten uit de beginjaren. Je maakte een voorstel, die voorstellen zagen er vaak niet uit. Maar in die beginperiode waren ze bij ESRO, de voorloper van de Europese ruimtevaartorganisatie ESA, nog niet zo kritisch. Vervolgens gingen we een instrument bouwen en dan werd de zaak ingeleverd. Je klaagde wel eens dat er drie jaar verliep tussen het begin van een project en de lancering. Tegenwoordig ben je tien jaar bezig met een project, of nog langer. Veertig jaar ruimteonderzoek heeft natuurlijk vreselijk veel veranderd aan ons beeld van het universum. Hoe ziet u dat zelf? Er is zo verschrikkelijk veel veranderd. Het ruimteonderzoek heeft het universum veel dynamischer gemaakt: dynamische verschijnselen, wisselwerkingen tussen objecten, exploderende sterren, compacte objecten waar materie zich op afzet en die dan vervolgens weer exploderen. Dat zijn eigenlijk vooral de bijdragen van het ruimteonderzoek in het röntgen. Infraroodonderzoek heeft weer andere bijdragen geleverd, bijvoorbeeld al die moleculen in de koude delen van de ruimte. Toen we begonnen verwachtten we niet zo veel moleculen te vinden. Geen water, want daar heb je al drie atomen voor nodig en de kans dat die elkaar treffen en samenvoegen is wel heel klein. Op z n best zouden we wat tweeatomige moleculen vinden, zo dachten we. En nu weten we dat er overal water is en we hebben zelfs al moleculen van dertien atomen en meer ontdekt. Tientallen moleculen, ongelofelijk is dat toch. In hoeverre bent u zelf tegenwoordig nog bij het ruimteonderzoek betrokken? Ik volg het met intense belangstelling. Zelf ben ik bij onderzoek betrokken, al is dat momenteel niet echt ruimteonderzoek. Het is meer grond gebaseerd spectroscopisch werk waar ik mee bezig ben. Ik ben op het ogenblik bezig een ster te onderzoeken, waarvan we een jaar of wat geleden ontdekt hebben dat hij al 15 jaar bezig is in te storten. Eigenlijk zou ik het toch ook wel leuk vinden om weer wat meer bij dat röntgenonderzoek betrokken te zijn waar men op het ogenblik mee bezig is. Daar denk ik wel eens over, dat is ook vreselijk leuk. Met de metingen van XMM-Newton en Chandra, dat vind ik zo fascinerend. Maar momenteel ben ik heel erg betrokken bij de verbouwing van die sterrenwacht. Dat kost op het moment zo veel tijd. Maar ja, je kunt niet alles hè? 6
Kort Nieuws: Testcryostaat blijkt trillingsbestendig De vibreerbare testcryostaat (TC-II), door SRON ontworpen om meetinstrumenten te testen op vibratiebestendigheid bij extreem lage temperaturen, is op 25 oktober zelf getest bij het Nationaal Lucht en Ruimtevaart Laboratorium. Alles is goed gegaan: na de tests is er geen schade geconstateerd. In gewone cryostaten is het koude binnenwerk opgehangen aan de warme buitenmantel via fragiele constructies die zijn geoptimaliseerd teneinde het binnendringen van warmte zoveel mogelijk te beperken. Bij hoge versnellingen breken zij. Ook laten ze geen hoogfrequente mechanische trillingen door. Dat maakt de constructies ongeschikt voor het doen van trilproeven en er was dus een speciaal ontwerp nodig: de vibreerbare testcryostaat. De toepassing hiervan is terug te vinden bij sommige onderdelen van satellietinstrumenten die werken bij lage temperaturen. Als deze worden gelanceerd en daarbij hoge trillingsniveaus ondervinden, moeten ze die kunnen weerstaan. Dit is met name van belang voor de cryogene mechanismen die momenteel door SRON voor de heterodyne spectrometer HIFI in de ESA satelliet Herschel ontwikkeld worden. Herschel zal in 2007 Testopstelling bij het NLR gelanceerd worden. TC-II zonder koepel Doorsnede TC-II Ruimteonderzoek valt in de smaak SRON heeft ook dit jaar weer haar deuren geopend voor publiek. Onder de noemer Proeven aan Ruimteonderzoek kon iedereen een kijkje nemen in de keuken van ruimteonderzoek. De open dag werd gehouden in het kader van de nationale Wetenschap en Techniek week (thema: Voeding). En met 250 bezoekers was het een gezellige drukte. Men kon onder andere rondleidingen en lezingen volgen en voor de wat jongere bezoekers was er het pretlab. Hier konden de kinderen zich volledig wijden aan het fabriceren van superslijm of een leugenpieper. SRON Groningen heeft er, samen met het Kapteyn Instituut, ook een erg geslaagde dag van gemaakt. Astronautenvoedsel en de zonnetongen waren twee van de vele onderwerpen die daar gepresenteerd werden. Er zijn ongeveer 200 bezoekers geteld. Van proeven aan ruimteonderzoek was er dus geen sprake; er werd met volle teugen van genoten. 7
Leading lady bij aardobservatiedivisie SRON is een professor rijker. Ilse Aben, lead scientist van de aardatmosfeergroep bij SRON (Divisie Earth Oriented Science), is per 1 oktober benoemd tot bijzonder hoogleraar aan de Vrije Universiteit Amsterdam op de leerstoel Fysica en Chemie van de aardatmosfeer. Prof. Aben zal haar activiteiten aan de VU concentreren op studie en waarneming van de aardatmosfeer, in het bijzonder in relatie met satellite remote sensing technieken. Ook zal ze specialistisch onderwijs gaan verzorgen. Binnen SRON houdt prof. Aben zich voornamelijk bezig met het SRONaandeel aan het instrument Sciamachy. Deze spectrometer zal op de begin volgend jaar te lanceren Europese milieusatelliet Envisat een aantal sporengassen in de atmosfeer in kaart brengen, die van invloed zijn op het broeikaseffect en de ozonlaag. Met deze benoeming van prof. Aben aan de VU zal zowel het wetenschappelijk atmosfeer programma van SRON als dat van de VU een grote impuls krijgen. Nederland oriënteert zich op toekomstige aardobservatiemissies De Europese ruimtevaartorganisatie ESA oriënteert zich op nieuwe aardobservatiemissies voor de toekomst. Nederland bepaalde op 18 oktober bij SRON vast haar eigen standpunt hierover, ter voorbereiding van ESA User Consultation Workshop op 30 en 31 oktober in Granada. De zaal was gevuld met zo n 100 vertegenwoordigers van Nederlandse instituten die uiteindelijk gebruik gaan maken van gegevens die toekomstige aardobservatiemissies zullen leveren. Onder voorzitterschap van SRON programmamanager extern onderzoek Rolf de Groot werden van de vijf kandidaatsmissies vier missies gepresenteerd met een sterk Nederlands belang (EarthCARE, ACECHEM, SPECTRA en WALES). De presentaties werden gegeven door Nederlandse wetenschappers die al dicht bij de voorbereiding van de missies betrokken waren. Vervolgens gaf de heer van Konijnenburg van het NIVR een uiteenzetting over de kansen voor de Nederlandse industrie bij de vier missies. Enkele weken na de workshop in Granada zal ESA besluiten welke drie missies een volgende fase in gaan. Uiteindelijk zullen twee missies de eindstreep halen en volledig uitgevoerd worden. 8